[發(fā)明專利]線位移混合監(jiān)測受損索載荷識別方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410086535.5
• 申請日: 2014-03-10
• 公開（公告）號: CN103852314A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發(fā)明（設計）人: 韓玉林;鄭可;韓佳邑
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00;G01L1/00;G01K13/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

1.線位移混合監(jiān)測受損索載荷識別方法，其特征在于所述方法包括：

a.為敘述方便起見，本方法統(tǒng)一稱被評估的支承索和分布載荷為被評估對象，設被評估的支承索的數(shù)量和分布載荷的數(shù)量之和為N，即被評估對象的數(shù)量為N；確定被評估對象的編號規(guī)則，按此規(guī)則將索結(jié)構(gòu)中所有的被評估對象編號，該編號在后續(xù)步驟中將用于生成向量和矩陣；本方法用變量k表示這一編號，k=1,2,3,…,N；確定混合監(jiān)測時指定的將被監(jiān)測索力的支承索，設索系統(tǒng)中共有Q根支承索，索結(jié)構(gòu)的被監(jiān)測的索力數(shù)據(jù)由索結(jié)構(gòu)上M₁個指定支承索的M₁個索力數(shù)據(jù)來描述，索結(jié)構(gòu)索力的變化就是所有指定支承索的索力的變化；每次共有M₁個索力測量值或計算值來表征索結(jié)構(gòu)的索力信息；M₁是一個不小于0不大于Q的整數(shù)；確定混合監(jiān)測時指定的將被監(jiān)測應變的被測量點，索結(jié)構(gòu)的被監(jiān)測的應變數(shù)據(jù)可由索結(jié)構(gòu)上K₂個指定點的、及每個指定點的L₂個指定方向的應變來描述，索結(jié)構(gòu)應變數(shù)據(jù)的變化就是K₂個指定點的所有被測應變的變化；每次共有M₂個應變測量值或計算值來表征索結(jié)構(gòu)應變，M₂為K₂和L₂之積；M₂是不小于0的整數(shù)；確定混合監(jiān)測時指定的將被監(jiān)測角度的被測量點，索結(jié)構(gòu)的被監(jiān)測的角度數(shù)據(jù)由索結(jié)構(gòu)上K₃個指定點的、過每個指定點的L₃個指定直線的、每個指定直線的H₃個角度坐標分量來描述，索結(jié)構(gòu)角度的變化就是所有指定點的、所有指定直線的、所有指定的角度坐標分量的變化；每次共有M₃個角度坐標分量測量值或計算值來表征索結(jié)構(gòu)的角度信息，M₃為K₃、L₃和H₃之積；M₃是一個不小于0的整數(shù)；確定混合監(jiān)測時指定的將被監(jiān)測的形狀數(shù)據(jù)，索結(jié)構(gòu)的被監(jiān)測的形狀數(shù)據(jù)由索結(jié)構(gòu)上K₄個指定點的、及每個指定點的L₄個指定方向的空間坐標來描述，索結(jié)構(gòu)形狀數(shù)據(jù)的變化就是K₄個指定點的所有坐標分量的變化；每次共有M₄個坐標測量值或計算值來表征索結(jié)構(gòu)形狀，M₄為K₄和L₄之積；M₄是一個不小于0的整數(shù)；綜合上述混合監(jiān)測的被監(jiān)測量，整個索結(jié)構(gòu)共有M個被監(jiān)測量，M為M₁、M₂、M₃和M₄之和，定義參量K，K為M₁、K₂、K₃和K₄之和，K和M不得小于被評估對象的數(shù)量N；為方便起見，在本方法中將本步所列出的M個被監(jiān)測量簡稱為“被監(jiān)測量”；本方法中對同一個量實時監(jiān)測的任何兩次測量之間的時間間隔不得大于30分鐘，測量記錄數(shù)據(jù)的時刻稱為實際記錄數(shù)據(jù)時刻；物體、結(jié)構(gòu)承受的外力可稱為載荷，載荷包括面載荷和體積載荷；面載荷又稱表面載荷，是作用于物體表面的載荷，包括集中載荷和分布載荷兩種；體積載荷是連續(xù)分布于物體內(nèi)部各點的載荷，包括物體的自重和慣性力在內(nèi)；集中載荷分為集中力和集中力偶兩種，在包括笛卡爾直角坐標系在內(nèi)的坐標系中，一個集中力可以分解成三個分量，同樣的，一個集中力偶也可以分解成三個分量，如果載荷實際上是集中載荷，在本方法中將一個集中力分量或一個集中力偶分量計為或統(tǒng)計為一個載荷，此時載荷的變化具體化為一個集中力分量或一個集中力偶分量的變化；分布載荷分為線分布載荷和面分布載荷，分布載荷的描述至少包括分布載荷的作用區(qū)域和分布載荷的大小，分布載荷的大小用分布集度來表達，分布集度用分布特征和幅值來表達；如果載荷實際上是分布載荷，本方法談論載荷的變化時，實際上是指分布載荷分布集度的幅值的改變，而所有分布載荷的作用區(qū)域和分布集度的分布特征是不變的；在包括笛卡爾直角坐標系在內(nèi)的坐標系中，一個分布載荷可以分解成三個分量，如果這分布載荷的三個分量的各自的分布集度的幅值發(fā)生變化，且變化的比率不全部相同，那么在本方法中把這分布載荷的三個分量計為或統(tǒng)計為三個分布載荷，此時一個載荷就代表分布載荷的一個分量；體積載荷是連續(xù)分布于物體內(nèi)部各點的載荷，體積載荷的描述至少包括體積載荷的作用區(qū)域和體積載荷的大小，體積載荷的大小用分布集度來表達，分布集度用分布特征和幅值來表達；如果載荷實際上是體積載荷，在本方法中實際處理的是體積載荷分布集度的幅值的改變，而所有體積載荷的作用區(qū)域和分布集度的分布特征是不變的，此時在本方法中提到載荷的改變時實際上是指體積載荷的分布集度的幅值的改變，此時，發(fā)生變化的載荷是指那些分布集度的幅值發(fā)生變化的體積載荷；在包括笛卡爾直角坐標系在內(nèi)的坐標系中，一個體積載荷可以分解成三個分量，如果這體積載荷的三個分量的各自的分布集度的幅值發(fā)生變化，且變化的比率不全部相同，那么在本方法中把這體積載荷的三個分量計為或統(tǒng)計為三個分布載荷；

b.本方法定義“本方法的索結(jié)構(gòu)的溫度測量計算方法”按步驟b1至b3進行；

b1：查詢或?qū)崪y得到索結(jié)構(gòu)組成材料及索結(jié)構(gòu)所處環(huán)境的隨溫度變化的傳熱學參數(shù)，利用索結(jié)構(gòu)的設計圖、竣工圖和索結(jié)構(gòu)的幾何實測數(shù)據(jù)，利用這些數(shù)據(jù)和參數(shù)建立索結(jié)構(gòu)的傳熱學計算模型；查詢索結(jié)構(gòu)所在地不少于2年的近年來的氣象資料，統(tǒng)計得到這段時間內(nèi)的陰天數(shù)量記為T個陰天，在本方法中將白天不能見到太陽的一整日稱為陰天，統(tǒng)計得到T個陰天中每一個陰天的0時至次日日出時刻后30分鐘之間的最高氣溫與最低氣溫，日出時刻是指根據(jù)地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)規(guī)律確定的氣象學上的日出時刻，不表示當天一定可以看見太陽，可以查詢資料或通過常規(guī)氣象學計算得到所需的每一日的日出時刻，每一個陰天的0時至次日日出時刻后30分鐘之間的最高氣溫減去最低氣溫稱為該陰天的日氣溫的最大溫差，有T個陰天，就有T個陰天的日氣溫的最大溫差，取T個陰天的日氣溫的最大溫差中的最大值為參考日溫差，參考日溫差記為ΔT_r；查詢索結(jié)構(gòu)所在地和所在海拔區(qū)間不少于2年的近年來的氣象資料或?qū)崪y得到索結(jié)構(gòu)所處環(huán)境的溫度隨時間和海拔高度的變化數(shù)據(jù)和變化規(guī)律，計算得到索結(jié)構(gòu)所在地和所在海拔區(qū)間不少于2年的近年來的索結(jié)構(gòu)所處環(huán)境的溫度關于海拔高度的最大變化率ΔT_h，為方便敘述取ΔT_h的單位為℃/m；在索結(jié)構(gòu)的表面上取“R個索結(jié)構(gòu)表面點”，取“R個索結(jié)構(gòu)表面點”的具體原則在步驟b3中敘述，后面將通過實測得到這R個索結(jié)構(gòu)表面點的溫度，稱實測得到的溫度數(shù)據(jù)為“R個索結(jié)構(gòu)表面溫度實測數(shù)據(jù)”，如果是利用索結(jié)構(gòu)的傳熱學計算模型，通過傳熱計算得到這R個索結(jié)構(gòu)表面點的溫度，就稱計算得到的溫度數(shù)據(jù)為“R個索結(jié)構(gòu)表面溫度計算數(shù)據(jù)”；從索結(jié)構(gòu)所處的最低海拔到最高海拔之間，在索結(jié)構(gòu)上均布選取不少于三個不同的海拔高度，在每一個選取的海拔高度處、在水平面與索結(jié)構(gòu)表面的交線處至少選取兩個點，從選取點處引索結(jié)構(gòu)表面的外法線，所有選取的外法線方向稱為“測量索結(jié)構(gòu)沿壁厚的溫度分布的方向”，測量索結(jié)構(gòu)沿壁厚的溫度分布的方向與“水平面與索結(jié)構(gòu)表面的交線”相交，在選取的測量索結(jié)構(gòu)沿壁厚的溫度分布的方向中必須包括索結(jié)構(gòu)的向陽面外法線方向和索結(jié)構(gòu)的背陰面外法線方向，沿每一個測量索結(jié)構(gòu)沿壁厚的溫度分布的方向在索結(jié)構(gòu)中均布選取不少于三個點，測量所有被選取點的溫度，測得的溫度稱為“索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)”，其中沿與同一“水平面與索結(jié)構(gòu)表面的交線”相交的、“測量索結(jié)構(gòu)沿壁厚的溫度分布的方向”測量獲得的“索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)”，在本方法中稱為“相同海拔高度索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)”，設選取了H個不同的海拔高度，在每一個海拔高度處，選取了B個測量索結(jié)構(gòu)沿壁厚的溫度分布的方向，沿每個測量索結(jié)構(gòu)沿壁厚的溫度分布的方向在索結(jié)構(gòu)中選取了E個點，其中H和E都不小于3，B不小于2，設HBE為H與B和E的乘積，對應的共有HBE個“測量索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)的點”，后面將通過實測得到這HBE個“測量索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)的點”的溫度，稱實測得到的溫度數(shù)據(jù)為“HBE個索結(jié)構(gòu)沿厚度溫度實測數(shù)據(jù)”，如果是利用索結(jié)構(gòu)的傳熱學計算模型，通過傳熱計算得到這HBE個測量索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)的點的溫度，就稱計算得到的溫度數(shù)據(jù)為“HBE個索結(jié)構(gòu)沿厚度溫度計算數(shù)據(jù)”；設BE為B和E的乘積，本方法中在每一個選取的海拔高度處共有BE個“相同海拔高度索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)”；在索結(jié)構(gòu)所在地按照氣象學測量氣溫要求選取一個位置，將在此位置實測得到符合氣象學測量氣溫要求的索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫；在索結(jié)構(gòu)所在地的空曠無遮擋處選取一個位置，該位置應當在全年的每一日都能得到該地所能得到的該日的最充分的日照，在該位置安放一塊碳鋼材質(zhì)的平板，稱為參考平板，參考平板與地面不可接觸，參考平板離地面距離不小于1.5米，該參考平板的一面向陽，稱為向陽面，參考平板的向陽面是粗糙的和深色的，參考平板的向陽面應當在全年的每一日都能得到一塊平板在該地所能得到的該日的最充分的日照，參考平板的非向陽面覆有保溫材料，將實時監(jiān)測得到參考平板的向陽面的溫度；

b2：實時監(jiān)測得到上述R個索結(jié)構(gòu)表面點的R個索結(jié)構(gòu)表面溫度實測數(shù)據(jù)，同時實時監(jiān)測得到前面定義的索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)，同時實時監(jiān)測得到符合氣象學測量氣溫要求的索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫數(shù)據(jù)；通過實時監(jiān)測得到當日日出時刻到次日日出時刻后30分鐘之間的索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫實測數(shù)據(jù)序列，索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫實測數(shù)據(jù)序列由當日日出時刻到次日日出時刻后30分鐘之間的索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫實測數(shù)據(jù)按照時間先后順序排列，找到索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫實測數(shù)據(jù)序列中的最高溫度和最低溫度，用索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫實測數(shù)據(jù)序列中的最高溫度減去最低溫度得到索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的當日日出時刻到次日日出時刻后30分鐘之間的最大溫差，稱為環(huán)境最大溫差，記為ΔT_emax；由索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫實測數(shù)據(jù)序列通過常規(guī)數(shù)學計算得到索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫關于時間的變化率，該變化率也隨著時間變化；通過實時監(jiān)測得到當日日出時刻到次日日出時刻后30分鐘之間的參考平板的向陽面的溫度的實測數(shù)據(jù)序列，參考平板的向陽面的溫度的實測數(shù)據(jù)序列由當日日出時刻到次日日出時刻后30分鐘之間的參考平板的向陽面的溫度的實測數(shù)據(jù)按照時間先后順序排列，找到參考平板的向陽面的溫度的實測數(shù)據(jù)序列中的最高溫度和最低溫度，用參考平板的向陽面的溫度的實測數(shù)據(jù)序列中的最高溫度減去最低溫度得到參考平板的向陽面的溫度的當日日出時刻到次日日出時刻后30分鐘之間的最大溫差，稱為參考平板最大溫差，記為ΔT_pmax；通過實時監(jiān)測得到當日日出時刻到次日日出時刻后30分鐘之間的所有R個索結(jié)構(gòu)表面點的索結(jié)構(gòu)表面溫度實測數(shù)據(jù)序列，有R個索結(jié)構(gòu)表面點就有R個索結(jié)構(gòu)表面溫度實測數(shù)據(jù)序列，每一個索結(jié)構(gòu)表面溫度實測數(shù)據(jù)序列由一個索結(jié)構(gòu)表面點的當日日出時刻到次日日出時刻后30分鐘之間的索結(jié)構(gòu)表面溫度實測數(shù)據(jù)按照時間先后順序排列，找到每一個索結(jié)構(gòu)表面溫度實測數(shù)據(jù)序列中的最高溫度和最低溫度，用每一個索結(jié)構(gòu)表面溫度實測數(shù)據(jù)序列中的最高溫度減去最低溫度得到每一個索結(jié)構(gòu)表面點的溫度的當日日出時刻到次日日出時刻后30分鐘之間的最大溫差，有R個索結(jié)構(gòu)表面點就有R個當日日出時刻到次日日出時刻后30分鐘之間的最大溫差數(shù)值，其中的最大值稱為索結(jié)構(gòu)表面最大溫差，記為ΔT_smax；由每一索結(jié)構(gòu)表面溫度實測數(shù)據(jù)序列通過常規(guī)數(shù)學計算得到每一個索結(jié)構(gòu)表面點的溫度關于時間的變化率，每一個索結(jié)構(gòu)表面點的溫度關于時間的變化率也隨著時間變化；通過實時監(jiān)測得到當日日出時刻到次日日出時刻后30分鐘之間的、在同一時刻、HBE個“索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)”后，計算在每一個選取的海拔高度處共計BE個“相同海拔高度索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)”中的最高溫度與最低溫度的差值，這個差值的絕對值稱為“相同海拔高度處索結(jié)構(gòu)厚度方向最大溫差”，選取了H個不同的海拔高度就有H個“相同海拔高度處索結(jié)構(gòu)厚度方向最大溫差”，稱這H個“相同海拔高度處索結(jié)構(gòu)厚度方向最大溫差”中的最大值為“索結(jié)構(gòu)厚度方向最大溫差”，記為ΔT_tmax；

b3：測量計算獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)；首先，確定獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻，與決定獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻相關的條件有六項，第一項條件是獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻介于當日日落時刻到次日日出時刻后30分鐘之間，日落時刻是指根據(jù)地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)規(guī)律確定的氣象學上的日落時刻，可以查詢資料或通過常規(guī)氣象學計算得到所需的每一日的日落時刻；第二項條件的a條件是在當日日出時刻到次日日出時刻后30分鐘之間的這段時間內(nèi)，參考平板最大溫差ΔT_pmax和索結(jié)構(gòu)表面最大溫差ΔT_smax都不大于5攝氏度；第二項條件的b條件是在當日日出時刻到次日日出時刻后30分鐘之間的這段時間內(nèi)，在前面測量計算得到的環(huán)境最大誤差ΔT_emax不大于參考日溫差ΔT_r，且參考平板最大溫差ΔT_pmax減去2攝氏度后不大于ΔT_emax，且索結(jié)構(gòu)表面最大溫差ΔT_smax不大于ΔT_pmax；只需滿足第二項的a條件和b條件中的一項就稱為滿足第二項條件；第三項條件是在獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻，索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫關于時間的變化率的絕對值不大于每小時0.1攝氏度；第四項條件是在獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻，R個索結(jié)構(gòu)表面點中的每一個索結(jié)構(gòu)表面點的溫度關于時間的變化率的絕對值不大于每小時0.1攝氏度；第五項條件是在獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻，R個索結(jié)構(gòu)表面點中的每一個索結(jié)構(gòu)表面點的索結(jié)構(gòu)表面溫度實測數(shù)據(jù)為當日日出時刻到次日日出時刻后30分鐘之間的極小值；第六項條件是在獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻，“索結(jié)構(gòu)厚度方向最大溫差”ΔT_tmax不大于1攝氏度；本方法利用上述六項條件，將下列三種時刻中的任意一種稱為“獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的數(shù)學時刻”，第一種時刻是滿足上述“與決定獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻相關的條件”中的第一項至第五項條件的時刻，第二種時刻是僅僅滿足上述“與決定獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻相關的條件”中的第六項條件的時刻，第三種時刻是同時滿足上述“與決定獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻相關的條件”中的第一項至第六項條件的時刻；當獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的數(shù)學時刻就是本方法中實際記錄數(shù)據(jù)時刻中的一個時，獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻就是獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的數(shù)學時刻；如果獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的數(shù)學時刻不是本方法中實際記錄數(shù)據(jù)時刻中的任一個時刻，則取本方法最接近于獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的數(shù)學時刻的那個實際記錄數(shù)據(jù)的時刻為獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻；本方法將使用在獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻測量記錄的量進行索結(jié)構(gòu)相關健康監(jiān)測分析；本方法近似認為獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻的索結(jié)構(gòu)溫度場處于穩(wěn)態(tài)，即此時刻的索結(jié)構(gòu)溫度不隨時間變化，此時刻就是本方法的“獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻”；然后，根據(jù)索結(jié)構(gòu)傳熱特性，利用獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻的“R個索結(jié)構(gòu)表面溫度實測數(shù)據(jù)”和“HBE個索結(jié)構(gòu)沿厚度溫度實測數(shù)據(jù)”，利用索結(jié)構(gòu)的傳熱學計算模型，通過常規(guī)傳熱計算得到在獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻的索結(jié)構(gòu)的溫度分布，此時索結(jié)構(gòu)的溫度場按穩(wěn)態(tài)進行計算，計算得到的在獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻的索結(jié)構(gòu)的溫度分布數(shù)據(jù)包括索結(jié)構(gòu)上R個索結(jié)構(gòu)表面點的計算溫度，R個索結(jié)構(gòu)表面點的計算溫度稱為R個索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)表面溫度計算數(shù)據(jù)，還包括索結(jié)構(gòu)在前面選定的HBE個“測量索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)的點”的計算溫度，HBE個“測量索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)的點”的計算溫度稱為“HBE個索結(jié)構(gòu)沿厚度溫度計算數(shù)據(jù)”，當R個索結(jié)構(gòu)表面溫度實測數(shù)據(jù)與R個索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)表面溫度計算數(shù)據(jù)對應相等時，且“HBE個索結(jié)構(gòu)沿厚度溫度實測數(shù)據(jù)”與“HBE個索結(jié)構(gòu)沿厚度溫度計算數(shù)據(jù)”對應相等時，計算得到的在獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻的索結(jié)構(gòu)的溫度分布數(shù)據(jù)在本方法中稱為“索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”，此時的“R個索結(jié)構(gòu)表面溫度實測數(shù)據(jù)”稱為“R個索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)表面溫度實測數(shù)據(jù)”，“HBE個索結(jié)構(gòu)沿厚度溫度實測數(shù)據(jù)”稱為“HBE個索結(jié)構(gòu)沿厚度穩(wěn)態(tài)溫度實測數(shù)據(jù)”；在索結(jié)構(gòu)的表面上取“R個索結(jié)構(gòu)表面點”時，“R個索結(jié)構(gòu)表面點”的數(shù)量與分布必須滿足三個條件，第一個條件是當索結(jié)構(gòu)溫度場處于穩(wěn)態(tài)時，當索結(jié)構(gòu)表面上任意一點的溫度是通過“R個索結(jié)構(gòu)表面點”中與索結(jié)構(gòu)表面上該任意點相鄰的點的實測溫度線性插值得到時，線性插值得到的索結(jié)構(gòu)表面上該任意點的溫度與索結(jié)構(gòu)表面上該任意點的實際溫度的誤差不大于5%；索結(jié)構(gòu)表面包括支承索表面；第二個條件是“R個索結(jié)構(gòu)表面點”中在同一海拔高度的點的數(shù)量不小于4，且“R個索結(jié)構(gòu)表面點”中在同一海拔高度的點沿著索結(jié)構(gòu)表面均布；“R個索結(jié)構(gòu)表面點”沿海拔高度的所有兩兩相鄰索結(jié)構(gòu)表面點的海拔高度之差的絕對值中的最大值Δh不大于0.2℃除以ΔT_h得到的數(shù)值，為方便敘述取ΔT_h的單位為℃/m，為方便敘述取Δh的單位為m；“R個索結(jié)構(gòu)表面點”沿海拔高度的兩兩相鄰索結(jié)構(gòu)表面點的定義是指只考慮海拔高度時，在“R個索結(jié)構(gòu)表面點”中不存在一個索結(jié)構(gòu)表面點，該索結(jié)構(gòu)表面點的海拔高度數(shù)值介于兩兩相鄰索結(jié)構(gòu)表面點的海拔高度數(shù)值之間；第三個條件是查詢或按氣象學常規(guī)計算得到索結(jié)構(gòu)所在地和所在海拔區(qū)間的日照規(guī)律，再根據(jù)索結(jié)構(gòu)的幾何特征及方位數(shù)據(jù)，在索結(jié)構(gòu)上找到全年受日照時間最充分的那些表面點的位置，“R個索結(jié)構(gòu)表面點”中至少有一個索結(jié)構(gòu)表面點是索結(jié)構(gòu)上全年受日照時間最充分的那些表面點中的一個點；

c.按照“本方法的索結(jié)構(gòu)的溫度測量計算方法”直接測量計算得到初始狀態(tài)下的索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)，初始狀態(tài)下的索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)稱為初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)，記為“初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T_o”；實測或查資料得到索結(jié)構(gòu)所使用的各種材料的隨溫度變化的物理和力學性能參數(shù)；在實測得到T_o的同時，也就是在獲得初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T_o的時刻的同一時刻，直接測量計算得到初始索結(jié)構(gòu)的實測數(shù)據(jù)，初始索結(jié)構(gòu)的實測數(shù)據(jù)是包括索結(jié)構(gòu)集中載荷測量數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)分布載荷測量數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)體積載荷測量數(shù)據(jù)、所有被監(jiān)測量的初始數(shù)值、所有支承索的初始索力數(shù)據(jù)、初始索結(jié)構(gòu)模態(tài)數(shù)據(jù)、初始索結(jié)構(gòu)應變數(shù)據(jù)、初始索結(jié)構(gòu)幾何數(shù)據(jù)、初始索結(jié)構(gòu)支座空間坐標數(shù)據(jù)、初始索結(jié)構(gòu)角度數(shù)據(jù)、初始索結(jié)構(gòu)空間坐標數(shù)據(jù)在內(nèi)的實測數(shù)據(jù)，在得到初始索結(jié)構(gòu)的實測數(shù)據(jù)的同時，測量計算得到包括支承索的無損檢測數(shù)據(jù)在內(nèi)的能夠表達支承索的健康狀態(tài)的數(shù)據(jù)，此時的能夠表達支承索的健康狀態(tài)的數(shù)據(jù)稱為支承索初始健康狀態(tài)數(shù)據(jù)；所有被監(jiān)測量的初始數(shù)值組成被監(jiān)測量初始數(shù)值向量C_o，被監(jiān)測量初始數(shù)值向量C_o的編號規(guī)則與M個被監(jiān)測量的編號規(guī)則相同；利用支承索初始健康狀態(tài)數(shù)據(jù)以及索結(jié)構(gòu)分布載荷測量數(shù)據(jù)建立被評估對象初始損傷向量d_o，向量d_o表示用初始力學計算基準模型A_o表示的索結(jié)構(gòu)的被評估對象的初始健康狀態(tài)；被評估對象初始損傷向量d_o的元素個數(shù)等于N，d_o的元素與被評估對象是一一對應關系，向量d_o的元素的編號規(guī)則與被評估對象的編號規(guī)則相同；如果d_o的某一個元素對應的被評估對象是索系統(tǒng)中的一根支承索，那么d_o的該元素的數(shù)值代表對應支承索的初始損傷程度，若該元素的數(shù)值為0，表示該元素所對應的支承索是完好的，沒有損傷的，若其數(shù)值為100%，則表示該元素所對應的支承索已經(jīng)完全喪失承載能力，若其數(shù)值介于0和100%之間，則表示該支承索喪失了相應比例的承載能力；如果d_o的某一個元素對應的被評估對象是某一個分布載荷，本方法中取d_o的該元素數(shù)值為0，代表這個分布載荷的變化的初始數(shù)值為0；如果沒有支承索的無損檢測數(shù)據(jù)及其他能夠表達支承索的健康狀態(tài)的數(shù)據(jù)時，或者可以認為結(jié)構(gòu)初始狀態(tài)為無損傷無松弛狀態(tài)時，向量d_o中與支承索相關的各元素數(shù)值取0；初始索結(jié)構(gòu)支座空間坐標數(shù)據(jù)組成初始索結(jié)構(gòu)支座空間坐標向量U_o；

d.根據(jù)索結(jié)構(gòu)的設計圖、竣工圖和初始索結(jié)構(gòu)的實測數(shù)據(jù)、支承索初始健康狀態(tài)數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)集中載荷測量數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)分布載荷測量數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)體積載荷測量數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)所使用的各種材料的隨溫度變化的物理和力學性能參數(shù)、初始索結(jié)構(gòu)支座空間坐標向量U_o、初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T_o和前面步驟得到的所有的索結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，建立計入“索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”的索結(jié)構(gòu)的初始力學計算基準模型A_o，基于A_o計算得到的索結(jié)構(gòu)計算數(shù)據(jù)必須非常接近其實測數(shù)據(jù)，其間的差異不得大于5%；對應于A_o的“索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”就是“初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T_o”；對應于A_o的被評估對象健康狀態(tài)用被評估對象初始損傷向量d_o表示；對應于A_o的所有被監(jiān)測量的初始數(shù)值用被監(jiān)測量初始數(shù)值向量C_o表示；第一次建立計入“索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”的索結(jié)構(gòu)的當前初始力學計算基準模型A^t_o、被監(jiān)測量當前初始數(shù)值向量C^t_o和“當前初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T^t_o”；第一次建立索結(jié)構(gòu)的當前初始力學計算基準模型A^t_o和被監(jiān)測量當前初始數(shù)值向量C^t_o時，索結(jié)構(gòu)的當前初始力學計算基準模型A^t_o就等于索結(jié)構(gòu)的初始力學計算基準模型A_o，被監(jiān)測量當前初始數(shù)值向量C^t_o就等于被監(jiān)測量初始數(shù)值向量C_o；A^t_o對應的“索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”稱為“當前初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”，記為“當前初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T^t_o”，第一次建立索結(jié)構(gòu)的當前初始力學計算基準模型A^t_o時，T^t_o就等于T_o；對應于索結(jié)構(gòu)的當前初始力學計算基準模型A^t_o的索結(jié)構(gòu)支座空間坐標數(shù)據(jù)組成當前初始索結(jié)構(gòu)支座空間坐標向量U^t_o，第一次建立索結(jié)構(gòu)的當前初始力學計算基準模型A^t_o時，U^t_o就等于U_o；A^t_o的被評估對象的初始健康狀態(tài)與A_o的被評估對象的健康狀態(tài)相同，也用被評估對象初始損傷向量d_o表示，在后面的循環(huán)過程中A^t_o的被評估對象的初始健康狀態(tài)始終用被評估對象初始損傷向量d_o表示；T_o、U_o和d_o是A_o的參數(shù)，由A_o的力學計算結(jié)果得到的所有被監(jiān)測量的初始數(shù)值與C_o表示的所有被監(jiān)測量的初始數(shù)值相同，因此也可以說C_o由A_o的力學計算結(jié)果組成；T^t_o、U^t_o和d_o是A^t_o的參數(shù)，C^t_o由A^t_o的力學計算結(jié)果組成；

e.從這里進入由第e步到第m步的循環(huán)；在結(jié)構(gòu)服役過程中，不斷按照“本方法的索結(jié)構(gòu)的溫度測量計算方法”不斷實測計算獲得“索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”的當前數(shù)據(jù)，“索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”的當前數(shù)據(jù)稱為“當前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”，記為“當前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T^t”，向量T^t的定義方式與向量T_o的定義方式相同；在實測得到當前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T^t的同一時刻，實測得到索結(jié)構(gòu)支座空間坐標當前數(shù)據(jù)，所有索結(jié)構(gòu)支座空間坐標當前數(shù)據(jù)組成當前索結(jié)構(gòu)實測支座空間坐標向量U^t，向量U^t的定義方式與向量U_o的定義方式相同；

f.根據(jù)當前索結(jié)構(gòu)實測支座空間坐標向量U^t和當前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T^t，按照步驟f1至f3更新當前初始力學計算基準模型A^t_o、當前初始索結(jié)構(gòu)支座空間坐標向量U^t_o、被監(jiān)測量當前初始數(shù)值向量C^t_o和當前初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T^t_o；

f1.分別比較U^t與U^t_o、T^t與T^t_o，如果U^t等于U^t_o且T^t等于T^t_o，則A^t_o、U^t_o、C^t_o和T^t_o保持不變，否則需要按下列步驟對A^t_o、U^t_o和T^t_o進行更新；

f2.計算U^t與U_o的差，U^t與U_o的差就是索結(jié)構(gòu)支座關于初始位置的支座線位移，用支座線位移向量V表示支座線位移，V等于U^t減去U_o，支座線位移向量V中的元素與支座線位移分量之間是一一對應關系，支座線位移向量V中一個元素的數(shù)值對應于一個指定支座的一個指定方向的線位移；計算T^t與T_o的差，T^t與T_o的差就是當前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)關于初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的變化，T^t與T_o的差用穩(wěn)態(tài)溫度變化向量S表示，S等于T^t減去T_o，S表示索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的變化；

f3.先對A_o中的索結(jié)構(gòu)支座施加支座線位移約束，支座線位移約束的數(shù)值就取自支座線位移向量V中對應元素的數(shù)值，再對A_o中的索結(jié)構(gòu)施加溫度變化，施加的溫度變化的數(shù)值就取自穩(wěn)態(tài)溫度變化向量S，對A_o中索結(jié)構(gòu)支座施加支座線位移約束且對A_o中的索結(jié)構(gòu)施加的溫度變化后得到更新的當前初始力學計算基準模型A^t_o，更新A^t_o的同時，U^t_o所有元素數(shù)值也用U^t所有元素數(shù)值對應代替，即更新了U^t_o，T^t_o所有元素數(shù)值也用T^t的所有元素數(shù)值對應代替，即更新了T^t_o，這樣就得到了正確地對應于A^t_o的T^t_o和U^t_o；更新C^t_o的方法是：當更新A^t_o后，通過力學計算得到A^t_o中所有被監(jiān)測量的、當前的具體數(shù)值，這些具體數(shù)值組成C^t_o；A^t_o的支承索的初始健康狀態(tài)始終用被評估對象初始損傷向量d_o表示；

g.在當前初始力學計算基準模型A^t_o的基礎上按照步驟g1至g4進行若干次力學計算，通過計算獲得索結(jié)構(gòu)單位損傷被監(jiān)測量數(shù)值變化矩陣ΔC和被評估對象單位變化向量D_u；

g1.索結(jié)構(gòu)單位損傷被監(jiān)測量數(shù)值變化矩陣ΔC是不斷更新的，即在更新當前初始力學計算基準模型A^t_o、當前初始索結(jié)構(gòu)支座空間坐標向量U^t_o、被監(jiān)測量當前初始數(shù)值向量C^t_o和當前初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T^t_o之后，必須接著更新索結(jié)構(gòu)單位損傷被監(jiān)測量數(shù)值變化矩陣ΔC和被評估對象單位變化向量D_u；

g2.在索結(jié)構(gòu)的當前初始力學計算基準模型A^t_o的基礎上進行若干次力學計算，計算次數(shù)數(shù)值上等于所有被評估對象的數(shù)量N，有N個評估對象就有N次計算；依據(jù)被評估對象的編號規(guī)則，依次進行計算；每一次計算假設只有一個被評估對象在原有損傷或分布載荷的基礎上再增加單位損傷或分布載荷單位變化，具體的，如果該被評估對象是索系統(tǒng)中的一根支承索，那么就假設該支承索在向量d_o表示的該支承索已有損傷的基礎上再增加單位損傷，如果該被評估對象是一個分布載荷，就假設該分布載荷在向量d_o表示的該分布載荷已有變化量的基礎上再增加分布載荷單位變化，用D_uk記錄這一增加的單位損傷或分布載荷單位變化，其中k表示增加單位損傷或分布載荷單位變化的被評估對象的編號，D_uk是被評估對象單位變化向量D_u的一個元素，被評估對象單位變化向量D_u的元素的編號規(guī)則與向量d_o的元素的編號規(guī)則相同；每一次計算中增加單位損傷或分布載荷單位變化的被評估對象不同于其它次計算中增加單位損傷或分布載荷單位變化的被評估對象，每一次計算都利用力學方法計算索結(jié)構(gòu)的所有被監(jiān)測量的當前計算值，每一次計算得到的所有被監(jiān)測量的當前計算值組成一個被監(jiān)測量計算當前向量，被監(jiān)測量計算當前向量的元素編號規(guī)則與被監(jiān)測量初始數(shù)值向量C_o的元素編號規(guī)則相同；

g3.每一次計算得到的被監(jiān)測量計算當前向量減去被監(jiān)測量當前初始數(shù)值向量C^t_o得到一個向量，再將該向量的每一個元素都除以該次計算所假設的單位損傷或分布載荷單位變化數(shù)值，得到一個被監(jiān)測量單位變化向量，有N個被評估對象就有N個被監(jiān)測量單位變化向量；

g4.由這N個被監(jiān)測量單位變化向量按照N個被評估對象的編號規(guī)則，依次組成有N列的索結(jié)構(gòu)單位損傷被監(jiān)測量數(shù)值變化矩陣ΔC；索結(jié)構(gòu)單位損傷被監(jiān)測量數(shù)值變化矩陣ΔC的每一列對應于一個被監(jiān)測量單位變化向量；索結(jié)構(gòu)單位損傷被監(jiān)測量數(shù)值變化矩陣ΔC的每一行對應于同一個被監(jiān)測量在不同被評估對象增加單位損傷或分布載荷單位變化時的不同的單位變化幅度；索結(jié)構(gòu)單位損傷被監(jiān)測量數(shù)值變化矩陣ΔC的列的編號規(guī)則與向量d_o的元素的編號規(guī)則相同，索結(jié)構(gòu)單位損傷被監(jiān)測量數(shù)值變化矩陣ΔC的行的編號規(guī)則與M個被監(jiān)測量的編號規(guī)則相同；

h.在實測得到當前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T^t的同時，實測得到在獲得當前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T^t的時刻的同一時刻的索結(jié)構(gòu)的所有被監(jiān)測量的當前實測數(shù)值，組成被監(jiān)測量當前數(shù)值向量C；被監(jiān)測量當前數(shù)值向量C和被監(jiān)測量當前初始數(shù)值向量C^t_o與被監(jiān)測量初始數(shù)值向量C_o的定義方式相同，三個向量的相同編號的元素表示同一被監(jiān)測量在不同時刻的具體數(shù)值；

i.定義被評估對象當前名義損傷向量d，被評估對象當前名義損傷向量d的元素個數(shù)等于被評估對象的數(shù)量，被評估對象當前名義損傷向量d的元素和被評估對象之間是一一對應關系，被評估對象當前名義損傷向量d的元素數(shù)值代表對應被評估對象的名義損傷程度或名義分布載荷變化量；向量d的元素的編號規(guī)則與向量d_o的元素的編號規(guī)則相同；

j.依據(jù)被監(jiān)測量當前數(shù)值向量C同被監(jiān)測量當前初始數(shù)值向量C^t_o、索結(jié)構(gòu)單位損傷被監(jiān)測量數(shù)值變化矩陣ΔC和待求的被評估對象當前名義損傷向量d間存在的近似線性關系，該近似線性關系可表達為式1，式1中除d外的其它量均為已知，求解式1就可以算出被評估對象當前名義損傷向量d；

C=Cot+ΔC·d]]>式1

k.定義被評估對象當前實際損傷向量d^a，被評估對象當前實際損傷向量d^a的元素個數(shù)等于被評估對象的數(shù)量，被評估對象當前實際損傷向量d^a的元素和被評估對象之間是一一對應關系，被評估對象當前實際損傷向量d^a的元素數(shù)值代表對應被評估對象的實際損傷程度或?qū)嶋H分布載荷變化量；向量d^a的元素的編號規(guī)則與向量d_o的元素的編號規(guī)則相同；

l.利用式2表達的被評估對象當前實際損傷向量d^a的第k個元素d^a_k同被評估對象初始損傷向量d_o的第k個元素d_ok和被評估對象當前名義損傷向量d的第k個元素d_k間的關系，計算得到被評估對象當前實際損傷向量d^a的所有元素；

式2

式2中k=1,2,3,…….,N，d^a_k表示第k個被評估對象的當前實際健康狀態(tài)，如果該被評估對象是索系統(tǒng)中的一根支承索，那么d^a_k表示其當前實際損傷，d^a_k為0時表示無損傷，為100%時表示該支承索徹底喪失承載能力，介于0與100%之間時表示喪失相應比例的承載能力；如果該被評估對象是一個分布載荷，那么d^a_k表示該分布載荷的實際變化量；所以根據(jù)被評估對象當前實際損傷向量d^a能夠確定有哪些支承索受損及其損傷程度，確定有哪些分布載荷發(fā)生了變化及其變化的數(shù)值；至此本方法實現(xiàn)了剔除支座線位移、分布載荷變化和結(jié)構(gòu)溫度變化的影響的、索結(jié)構(gòu)的受損索識別，同時實現(xiàn)了剔除支座線位移、結(jié)構(gòu)溫度變化和支承索健康狀態(tài)變化影響的、分布載荷變化量的識別；

m.回到第e步，開始由第e步到第m步的下一次循環(huán)。